C#设计模式之创建类模式：建造者模式
2021-04-23 20:25
标签：.com 方式 交互 turn orb 而且 抽象 游戏软件 环境 无论在现实世界中还是软件工程中，都存在一些复杂对象，他们拥有多个组成部分，例如汽车、电脑、冰箱、洗衣机等。他们包含了大量的零部件。对于大部分用户而言，他们并不知道这些部件的装配细节，也几乎不会适用单独某部件，而是使用一辆完整的汽车，一个完整的冰箱或洗衣机。如何将这些部件组装成一个完整的产品并返回给客户，是建造者模式需要解决的问题，建造者模式可以将部件本身和他们的组装过程分开，它关注如何一步步创建一个包含多个组成部分的复杂对象，用户只需要指定复杂对象的类型即可得到该对象，而不是知道其内部的实现细节。 建造者模式是一种较为复杂的创建型模式，他将客户端与包含多个组成部分的对象的创建过程分离，客户端无须知道复杂对象的内部组成部分与装配方式，只需要知道所需建造者的类型即可。建造者模式关注如何逐步创建一个复杂的对象，不同的具体建造者定义了不同的创建过程，且具体的建造者之间相互独立，更换建造者或增加新的建造者不会对系统的其他组件造成任何影响。系统具有较好的扩展性。 上面这段话简单的描述了建造者模式的定义和结构，建造者模式通常由如下几个结构组成： ①Builder（抽象建造者）：他为创建一个复杂对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，一类方法是BuildPartXXX的方法，用来初始化复杂对象的各个组成部分，另一类方法是GetResult()/Build()方法，用来返回一个具体的复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。 现实世界中很多类都是一个负责对象，比如人，包括眼睛、鼻子、耳朵、嘴巴、眉毛等，还有汽车，包括方向盘、发动机、轮胎等，一个典型的复杂对象类实例的代码如下： 实际上上面的代码都可以用自动属性来实现，自动属性会在编译器的帮助下生成一个后备字段。 典型的抽象建造类的代码如下： 具体的建造者类实现抽象建造者，引入抽象建造者的目的在于扩展，可以创建不同的实现了或继承了抽象建造者的具体建造者，在具体建造者类的内部有对于具体产品的具体的实现过程和装配过程。 此外，在建造者模式中还引入了一个指挥者类Director，该类主要由两个作用：一方面隔离了客户端的创建过程，另一方面控制产品对象的创建过程，包括各个部件初始化的调用次序等。指挥者类的代码如下： 建造者模式和抽象工厂模式都是较为复杂的创建型模式，建造者模式返回一个完整的复杂产品，抽象工厂模式返回一系列相关的产品（相当于是返回了一系列的复杂产品的部件）。在抽象工厂模式中，客户端通过选择具体的工厂来生成对象，而在建造者模式中，客户端通过指定具体的建造者来指导Director类如何去生成对象，侧重逐步构造一个复杂的对象，然后将结果返回。如果将抽象工厂模式堪称一个汽车配件的生产工厂，生成不同类型的汽车配件，那么建造者模式就是一个汽车组装厂，完成汽车的组装。 某游戏软件公司决定开发一款基于角色扮演的多人在线网络游戏，玩家可以在游戏中扮演虚拟世界中的一个特定角色，角色根据不同的游戏情节和统计数据（例如力量、魔法、技能等）具有不同的能力，角色也会随着不断升级而拥有更加强大的能力。 (1) Actor：游戏角色类，充当复杂产品对象 (2) ActorBuilder：游戏角色建造者，充当抽象建造者 (3) HeroBuilder：英雄角色建造者，充当具体建造者 (4) AngelBuilder：天使角色建造者，充当具体建造者 (5) DevilBuilder：恶魔角色建造者，充当具体建造者 (6) ActorController：角色控制器，充当指挥者 (7) 配置文件App.config (8) Program：客户端测试类 当需要增加新的具体角色构造者时，只需将新增具体角色构造者作为抽象建造者的子类，利用配置文件和反射进行完全符合开闭原则的扩展。 ①客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象 ①建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制 ①需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员变量 C#设计模式之创建类模式：建造者模式 标签：.com 方式 交互 turn orb 而且 抽象 游戏软件 环境 原文地址：http://www.cnblogs.com/pangjianxin/p/7993313.html
定义：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
②ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了抽象建造者所规定的所有方法，实现各个部件的具体构造和装配的方法，定义并明确所创建的复杂对象，还可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
③Product（产品）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
④Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，他负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，也就是说指挥者针对抽象建造者编程，可以在其内部调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造，客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（通过配置文件和反射）。然后通过指挥者类的构造函数或属性进行依赖注入。建造者模式的实现
class Product
{
private string partA; //定义部件，部件可以是任意类型，包括值类型和引用类型
private string partB;
private string partC;
public string PartA
{
get { return partA; }
set { partA = value; }
}
public string PartB
{
get { return partB; }
set { partB = value; }
}
public string PartC
{
get { return partC; }
set { partC = value; }
}
}
abstract class Builder
{
//创建产品对象
protected Product product = new Product();
public abstract void BuildPartA();
public abstract void BuildPartB();
public abstract void BuildPartC();
//返回产品对象
public Product GetResult()
{
return product;
}
}
class ConcreteBuilder1 : Builder
{
public override void BuildPartA()
{
product.PartA = "A1";
}
public override void BuildPartB()
{
product.PartB = "B1";
}
public override void BuildPartC()
{
product.PartC = "C1";
}
}
class Director
{
private Builder builder;
public Director(Builder builder)
{
this.builder = builder;
}
public void SetBuilder(Builder builder)
{
this.builder = builder;
}
//产品构建与组装方法
public Product Construct()
{
builder.BuildPartA();
builder.BuildPartB();
builder.BuildPartC();
return builder.GetResult();
}
}
实例说明
作为该游戏的一个重要组成部分，需要对游戏角色进行设计，而且随着该游戏的升级将不断增加新的角色。通过分析发现，游戏角色是一个复杂对象，它包含性别、面容等多个组成部分，不同类型的游戏角色，其性别、面容、服装、发型等外部特性都有所差异，例如“天使”拥有美丽的面容和披肩的长发，并身穿一袭白裙；而“恶魔”极其丑陋，留着光头并穿一件刺眼的黑衣。
无论是何种造型的游戏角色，它的创建步骤都大同小异，都需要逐步创建其组成部分，再将各组成部分装配成一个完整的游戏角色。现使用建造者模式来实现游戏角色的创建。
class Actor
{
private string type; //角色类型
private string sex; //性别
private string face; //面容
private string costume; //服装
private string hairstyle; //发型
public string Type
{
get { return type; }
set { type = value; }
}
public string Sex
{
get { return sex; }
set { sex = value; }
}
public string Face
{
get { return face; }
set { face = value; }
}
public string Costume
{
get { return costume; }
set { costume = value; }
}
public string Hairstyle
{
get { return hairstyle; }
set { hairstyle = value; }
}
}
abstract class ActorBuilder
{
protected Actor actor = new Actor();
public abstract void BuildType();
public abstract void BuildSex();
public abstract void BuildFace();
public abstract void BuildCostume();
public abstract void BuildHairstyle();
//工厂方法，返回一个完整的游戏角色对象
public Actor CreateActor()
{
return actor;
}
}
class HeroBuilder : ActorBuilder
{
public override void BuildType()
{
actor.Type = "英雄";
}
public override void BuildSex()
{
actor.Sex = "男";
}
public override void BuildFace()
{
actor.Face = "英俊";
}
public override void BuildCostume()
{
actor.Costume = "盔甲";
}
public override void BuildHairstyle()
{
actor.Hairstyle = "飘逸";
}
}
class AngelBuilder : ActorBuilder
{
public override void BuildType()
{
actor.Type = "天使";
}
public override void BuildSex()
{
actor.Sex = "女";
}
public override void BuildFace()
{
actor.Face = "漂亮";
}
public override void BuildCostume()
{
actor.Costume = "白裙";
}
public override void BuildHairstyle()
{
actor.Hairstyle = "披肩长发";
}
}
class DevilBuilder : ActorBuilder
{
public override void BuildType()
{
actor.Type = "恶魔";
}
public override void BuildSex()
{
actor.Sex = "妖";
}
public override void BuildFace()
{
actor.Face = "丑陋";
}
public override void BuildCostume()
{
actor.Costume = "黑衣";
}
public override void BuildHairstyle()
{
actor.Hairstyle = "光头";
}
}
class ActorController
{
//逐步构建复杂产品对象
public Actor Construct(ActorBuilder ab)
{
Actor actor;
ab.BuildType();
ab.BuildSex();
ab.BuildFace();
ab.BuildCostume();
ab.BuildHairstyle();
actor = ab.CreateActor();
return actor;
}
}
"1.0" encoding="utf-8" ?>
static void Main(string[] args)
{
/*
Builder builder = new ConcreteBuilder1(); //可通过配置文件实现
Director director = new Director(builder);
Product product = director.Construct();
Console.WriteLine(product.PartA);
Console.WriteLine(product.PartB);
Console.WriteLine(product.PartC);
Console.Read();
*/
ActorBuilder ab; //针对抽象建造者编程
//读取配置文件
string builderType = ConfigurationManager.AppSettings["builder"];
//反射生成对象
ab = (ActorBuilder)Assembly.Load("BuilderSample").CreateInstance(builderType);
ActorController ac = new ActorController();
Actor actor;
actor = ac.Construct(ab); //通过指挥者创建完整的建造者对象
Console.WriteLine("{0}的外观：",actor.Type);
Console.WriteLine("性别：{0}",actor.Sex);
Console.WriteLine("面容：{0}",actor.Face);
Console.WriteLine("服装：{0}",actor.Costume);
Console.WriteLine("发型：{0}",actor.Hairstyle);
Console.Read();
}
建造者模式的优缺点和适用环境
建造者模式的优点
②每一个具体建造者都相对独立，与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者，扩展方便，符合开闭原则
③可以更加精细地控制产品的创建过程建造者模式的缺点
②如果产品的内部变化复杂，可能会需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大，增加了系统的理解难度和运行成本建造者模式的适用环境
②需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序
③对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中
④隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品
文章标题：C#设计模式之创建类模式：建造者模式
文章链接：http://soscw.com/index.php/essay/78637.html